河北露地蔬菜土壤硝态氮淋溶特征及影响因素研究

为提高氮素的利用率和经济效益,减少氮素对环境和地下水产生的污染,以河北露地蔬菜土壤为研究对象,采用田间定位试验和室内分析相结合的方法,研究不同氮肥用量对甘蓝及白菜产量、氮肥利用效率、土壤硝态氮含量和硝态氮淋溶的特征及影响因素。结果表明:施氮量、降雨量和灌溉方式对硝态氮的淋失有显著影响,施氮量越高,土壤及淋溶液硝态氮含量越高、蔬菜产量及氮肥利用率越低、氮淋失风险越大。其中,优化施氮量OPT处理效果最明显,与农民习惯用量FP相比,产量增加9.2%、氮肥利用率提高8.3%~30.6%、土壤及淋溶液硝态氮的含量分别降低1.3%和43.2%。综合经济效益与生态效益,优化施氮量OPT处理最为合理,是增加农民收入和环境友好型的推荐施肥量。

河北省典型区域土壤-农产品重金属积累特征及风险评价

为掌握河北省典型区域农田土壤和农产品重金属积累特征及潜在风险,分别采集金属冶炼区、污灌区和蔬菜区的土壤和农产品样品,测定重金属As、Pb、Cr、Cd、Hg、Cu、Zn含量及土壤pH值,通过单因子污染指数、内梅罗综合污染指数法,进行土壤环境质量及农产品安全性评价。结果表明,7种重金属的单项污染指数由大到小依次为Cd、Zn、Cu、As、Cr、Pb、Hg,个别土壤样点Cd、Pb、Cu、Zn的单项污染指数大于1.0,环境质量等级处于Ⅲ级以上,土壤Cd点位超标率最高,为18.51%。冶炼区土壤Cd、Cu、Pb、Zn元素超标,超标率分别为92.31%,69.23%,34.62%和26.92%。污灌区土壤Cd、Zn元素累积最明显,超标率均为8.70%。蔬菜区土壤Cd元素累积最明显,超标率为9.94%。总体上看,河北省典型区域农田7种土壤重金属的综合污染指数为0.64,土壤环境质量等级处于Ⅰ级,清洁。冶炼区、污灌区和蔬菜区土壤环境质量等级分别处于Ⅲ级(轻度污染)、Ⅰ级(安全)和Ⅰ级(安全)。参照相关的食品安全标准(NY 861-2004、GB2762-2022),冶炼区周边小麦籽粒Pb、Cd和Zn的超标率分别为40.00%,40.00%和60.00%。污灌区小麦籽粒Zn、Pb、Cd元素出现超标,超标率分别为57.45%,8.51%和6.38%。蔬菜种植区蔬菜样本未出现重金属超标现象。因此,冶炼区和污灌区土壤环境质量状况和农产品质量安全应引起足够重视。

滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收及土壤硝态氮含量的影响

为探明华北地区山前平原水肥一体化条件下小麦合理的氮肥运筹。于2013-2015年2个小麦生长季,设置4个滴灌施氮量(N0-不施氮、N1-120 kg/hm^2、N2-240 kg/hm^2、N3-360 kg/hm^2)处理,研究滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收积累和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮量N1、N2和N3处理的小麦干质量及产量较处理N0显著增加,N1、N2和N3处理间无显著差异;施氮量对小麦茎秆的氮含量影响较大,但对籽粒氮含量的影响差异不显著;处理N3的小麦总吸氮量分别显著高于处理N0、N1和N2,但处理N1和N2之间无显著差异;氮肥收获指数以N2处理最高,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率均表现出随施氮量增加而降低的趋势;施氮量超过240 kg/hm^2,土壤硝态氮含量增加,且随种植年限的延长更加明显。采用一元二次方程拟合,获得小麦最高产量的施氮量为238.46~250.78 kg/hm^2,经济施氮量为174.28~207.18 kg/hm^2。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下小麦滴灌经济施氮量以174~207 kg/hm^2为宜。

滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm^(-2);N2:240 kg·hm^(-2);N3:360 kg·hm^(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm^(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm^(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm^(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm^(-2)。

甘蓝—二月兰轮作模式下化肥减施对甘蓝产量和经济效益的影响

为减轻张家口地区蔬菜种植潜在的面源污染,降低下游水域富营养化水平,将冬绿肥二月兰纳入甘蓝单季农作制度,构建甘蓝—二月兰轮作模式;甘蓝种植前将二月兰翻压还田(还田量17.5 t/hm^(2)),甘蓝种植时减施化肥。以当地甘蓝生产上的传统施肥量为对照(CK),化肥施用量设传统施肥量的100%(GM+100%)、90%(GM+90%)、80%(GM+80%)、70%(GM+70%)和0%(GM)5个处理,研究了化肥不同减施量对土壤养分含量以及甘蓝产量和经济效益的影响。结果表明:二月兰还田条件下,甘蓝产量随着化肥减施量的增大而逐渐降低,其中GM+100%、GM+90%和GM+80%处理的甘蓝产量差异不显著,且均与CK差异也不显著;GM+90%和GM+80%处理改良土壤效果较好,二者的土壤各养分含量差异均不显著,但均较CK显著提高土壤有机质含量,降低土壤速效养分含量,其中速效磷和有效钾含量降低明显;与单作模式相比,轮作模式下虽然二月兰的生产成本增加了1650元/hm^(2),但二月兰植株的养分和水分价值却增加了4011.91元/hm^(2);GM+100%、GM+90%和GM+80%处理的经济效益分别较CK提高了25.40%、6.57%和2.75%,其中GM+100%处理的产投比较CK增加了0.15,其他2个处理的产投比均与CK相当。从生产、生态和经济3个方面综合考虑,采用甘蓝—二月兰轮作模式,在二月兰还田量17.5 t/hm^(2)条件下,甘蓝季化肥施用量较传统施肥量减少20%是可行的。

聚磷酸铵水溶肥对设施番茄产量品质以及磷素吸收的影响

为探究聚磷酸铵水溶肥对番茄的农学效应,该文采用田间小区试验,研究了聚磷酸铵水溶肥对秋冬茬设施番茄产量、品质、磷素吸收的影响。结果表明,当施磷(化肥磷P2O5)量为29 kg/hm2时,番茄单果重和产量均达到最高;番茄品质的各个指标均表现出随施磷量的增加先增加后降低的趋势,得到适宜施磷量为29 kg/hm2;不同施磷量处理之间番茄根的磷吸收量差异不显著;番茄叶、果实和全株的磷吸收量随施磷量的增加先增加后降低,呈二次多项式关系,经拟合,番茄果实和全株磷吸收量最高时对应的施磷量分别为21.17,25.79 kg/hm2。综合分析,该试验条件下秋冬季设施番茄产量为42.88 t/hm2时,聚磷酸铵水溶肥的适宜施磷量是29kg/hm2。

聚磷酸铵水溶肥对设施番茄产量、品质、氮素吸收及利用的影响

为明确新型肥料聚磷酸铵水溶肥对设施番茄适宜的施用量,采用田间小区试验,研究了聚磷酸铵水溶肥施氮量对秋冬季设施番茄产量、品质、氮素吸收与分配、土壤氮素平衡及氮肥利用率的影响。结果表明,番茄产量与施氮量呈二次多项式关系,施氮量为137.8 kg/hm^2时产量最高;施氮量在0~116 kg/hm^2时,随着施氮量的增加单果重增加,当施氮量超过116 kg/hm^2时,单果重随着施氮量的增加反而呈下降趋势。番茄品质的各个指标均表现出随施氮量的增加先增加后降低的趋势,得到适宜施氮量为116 kg/hm^2。各个不同施氮量处理之间番茄根和茎的氮吸收量差异不显著;番茄叶、果实和全株的氮吸收量随施氮量的增加先增加后降低,呈二次多项式关系,经拟合,获得番茄果实和全株氮吸收量适宜的施氮量分别为71.39~84.39 kg/hm^2。氮肥利用率最高的施氮量为116 kg/hm^2,该处理的氮素表观损失为113.75 kg/hm^2。综合分析,该试验条件下,秋冬季设施番茄产量为41 t/hm^2时,聚磷酸铵水溶肥的适宜施氮量是116 kg/hm^2,其氮肥利用率为27.6%。

含硝化抑制剂型水溶肥对温室黄瓜产量和品质的影响

为了探究施用含有硝化抑制剂型水溶肥料对蔬菜品质与产量的影响,以温室黄瓜为对象,研究在农民习惯施肥量的基础上分别施用含有双氰胺(DCD)、吡啶的水溶肥对温室黄瓜产量及品质的影响。结果表明:与农民习惯施肥相比,含有DCD和吡啶的水溶肥分别可提高黄瓜产量5.57%和18.67%,并且除氨基酸外,二者均可明显提升黄瓜的品质。施用含有DCD和吡啶的水溶肥的处理能显著降低黄瓜中硝酸盐含量,降幅分别为21.59%,34.85%;吡啶可增加黄瓜中维生素C、可溶性糖含量;含DCD、吡啶的水肥处理下,黄瓜中16种氨基酸总含量分别为14.86×10-2,18.34×10^(-2)mg/g,显著低于农民习惯施肥处理,降幅分别为39.15%,24.98%,其中天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸均下降显著,且含DCD的处理黄瓜中甘氨酸含量也显著下降。与DCD相比,含吡啶的水溶肥更有益于黄瓜增产以及品质的提升。

减量施肥对崇礼区农业氮磷流失的削减效应

为了改善崇礼区氮磷面源污染现状,打造绿色奥运生态屏障,利用田间小区试验,研究了常规施肥、减量施肥、专用肥、土壤调理剂、微生物肥等施肥模式对当地典型作物(土豆、架豆)生育期内氮磷地表径流及土体淋溶流失的影响,并提出了栗钙土的磷素淋溶阈值,明确了该区氮磷淋失风险,评价了不同施肥措施对氮磷流失的削减效应。结果表明:减量施肥能显著降低崇礼区坡地氮磷径流损失。其中,减量25%和专用肥处理对全氮及NO3-N径流损失的削减效果较好,较常规施肥可减少全氮径流损失量22.48%~23.58%、NO3-N径流损失量29.90%~30.01%;减量25%处理对磷素径流损失的削减效果最为明显,较常规施肥可显著降低磷素径流损失量59.64%。崇礼区山地氮磷淋溶风险较高。架豆收获时,各处理的土壤Olsen-P含量均大于该区土壤磷素淋溶阈值(33.75 mg/kg),且NO3-N在40 cm土层累积明显并出现了向下淋洗的特征。与常规施肥相比,减量25%+微生物肥处理可显著降低架豆收获季0~100 cm土壤NO3-N含量68.22%、Olsen-P含量45.73%。本研究提出的基于环境安全的优化施肥模式,长期应用对于缓解、防治北方半干旱山区农业环境退化具有重要意义。

沼肥在现代农业生产中的应用现状与展望

在介绍沼肥养分组成及特性的基础上,概述了沼肥对土壤、作物以及环境的影响。施用沼肥能够改善土壤结构,提高土壤有机质和速效养分含量以及酶活性,提高作物产量、品质和抗逆性,有效缓解面源污染。对沼肥无害化、施用技术和使用风险等问题进行了分析,提出了控制源头污染、加强发酵工艺研究、明确沼肥限定标准、推行大中型沼气工程等发展建议。

有机无机肥配施对张家口地区架豆产量及经济效益的影响

为了给张家口地区架豆生产上合理施肥提供科学依据,以覆膜直播、大小行种植的大扁2号架豆为试材,设常规施肥(底施硫酸钾型掺混肥+追施富尔佳水溶肥)、施用化肥(底施硫酸钾型掺混肥+追施肥尔得水溶肥)、有机无机肥配施(底施商品有机肥+追施肥尔得水溶肥)、有机无机肥配施+增效剂(底施商品有机肥+追施肥尔得水溶肥+木醋液) 4个处理,研究了不同施肥处理对架豆产量和经济效益的影响。结果表明:采用有机无机肥配施模式有利于提高架豆产量和经济效益,其中,底施商品有机肥+追施肥尔得水溶肥+木醋液处理的架豆产量(20 745 kg/hm^2)和经济效益(15 0975元/hm^2)均最高,产投比达34.22︰1,较常规施肥处理增产7.29%、增效14.66%;其次是底施商品有机肥+追施肥尔得水溶肥处理,较常规施肥增产3.65%,经济效益达145 110元/hm^2。张家口地区种植架豆时,推荐采用有机无机肥配施+木醋液的施肥模式。